論文の概要: Scalable and High-Fidelity Quantum Random Access Memory in Spin-Photon Networks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.07623v1
• Date: Sat, 13 Mar 2021 05:39:03 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-08 06:38:34.974835
• Title: Scalable and High-Fidelity Quantum Random Access Memory in Spin-Photon Networks
• Title（参考訳）: スピンフォトニックネットワークにおけるスケーラブルで高忠実な量子ランダムアクセスメモリ
• Authors: Kevin C. Chen and Wenhan Dai and Carlos Errando-Herranz and Seth Lloyd and Dirk Englund
• Abstract要約: 量子ランダムアクセスメモリ(qRAM)は、量子情報処理におけるスピードアップを可能にする重要な演算ユニットであると考えられている。 本稿では, ソリッドステートメモリと統合されたフォトニック集積回路(PIC)アーキテクチャを, qRAMを構築するための実行可能なプラットフォームとして提案する。 また、量子テレポーテーションに基づく代替スキームを提案し、それを量子ネットワークのコンテキストに拡張する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.540771405203322
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: A quantum random access memory (qRAM) is considered an essential computing unit to enable polynomial speedups in quantum information processing. Proposed implementations include using neutral atoms and superconducting circuits to construct a binary tree, but these systems still require demonstrations of the elementary components. Here, we propose a photonic integrated circuit (PIC) architecture integrated with solid-state memories as a viable platform for constructing a qRAM. We also present an alternative scheme based on quantum teleportation and extend it to the context of quantum networks. Both implementations rely on already demonstrated components: electro-optic modulators, a Mach-Zehnder interferometer (MZI) network, and nanocavities coupled to artificial atoms for spin-based memory writing and retrieval. Our approaches furthermore benefit from built-in error-detection based on photon heralding. Detailed theoretical analysis of the qRAM efficiency and query fidelity shows that our proposal presents viable near-term designs for a general qRAM.
• Abstract（参考訳）: 量子ランダムアクセスメモリ(qRAM)は、量子情報処理における多項式スピードアップを可能にするために必要不可欠な演算ユニットであると考えられている。 提案された実装には、二元木を構築するために中性原子と超伝導回路の使用が含まれるが、これらのシステムは依然として基本成分のデモンストレーションを必要とする。 本稿では,qram構築のための実現可能なプラットフォームとして,固体記憶を統合したフォトニック集積回路(pic)アーキテクチャを提案する。 また,量子テレポーテーションに基づく代替スキームを提案し,それを量子ネットワークの文脈に拡張する。 どちらの実装も既に実証済みのコンポーネントに依存している: 電気光学変調器、マッハ・ツェンダー干渉計(MZI)ネットワーク、スピンベースのメモリ書き込みと検索のための人工原子に結合されたナノキャビティ。 さらに,光子ヘラルドに基づく誤差検出を組み込んだ手法の利点を生かした。 qRAMの効率とクエリの忠実度に関する詳細な理論的解析により、提案手法は一般的なqRAMの短期設計が可能なことを示す。

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